DE19601281A1 - High yield and high purity bis-2-chloro-ethoxy-methane preparation - Google Patents

High yield and high purity bis-2-chloro-ethoxy-methane preparation

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DE19601281A1 DE1996101281 DE19601281A DE19601281A1 DE 19601281 A1 DE19601281 A1 DE 19601281A1 DE 1996101281 DE1996101281 DE 1996101281 DE 19601281 A DE19601281 A DE 19601281A DE 19601281 A1 DE19601281 A1 DE 19601281A1
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Jens-Peter Wiegner
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Abstract

Preparation of bis(2-chloroethoxy)methane of high purity involves reacting 2-chloroethanol and paraformaldehyde with a stoichiometric excess of 2-chloroethanol of at least 2.05 at 50-120 deg C in the presence of an acid mixed catalyst. The catalyst comprises: (a) hydrogen chloride as volatile acid; and (b) p-toluenesulphonic acid or a cation exchanger as involatile acid in concentrations of 0.005-0.5 mole hydrogen chloride, 0.0005-0.2 mole p-toluenesulphonic acid or 0.002-0.2 mole acid equivalent of the cation exchanger per mole formaldehyde. The two catalyst components are separated after reaction.

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Bis(2-chlorethoxy)methan aus 2-Chlorethanol und Paraformaldehyd im stöchiometrischen Überschuß von 2-Chlorethanol in Gegenwart saurer Katalysatoren. Das Bis(2-chlorethoxy)methan wird überwiegend zur Synthese von flüssigen Polysulfidpolymeren eingesetzt. Die Reinheit des Produktes wird wesentlich von der Reinheit des eingesetzten 2-Chlorethanol und von den Synthesebedingungen bestimmt.The invention relates to the production of bis (2-chloroethoxy) methane from 2-chloroethanol and Paraformaldehyde in the stoichiometric excess of 2-chloroethanol in the presence of acid Catalysts. The bis (2-chloroethoxy) methane is mainly used for the synthesis of liquid Polysulfide polymers used. The purity of the product becomes essential from the purity of the 2-chloroethanol used and determined by the synthesis conditions.

Die Synthese von Bis(2-chlorethoxy)methan ist in der Literatur vielfach beschrieben. Sie kann durch geeignete Katalysatoren beeinflußt werden. Neben Salzsäure (Adams, Adkins: JACS 47, 1358 (1925)) werden der Einsatz von Ammoniumchlorid und Calciumchlorid (Org. Synth. 1, 1 (1932)), Eisen-(III)-chlorid (Adams, Adkins: JACS 47, 1358 (1925) und 49, 2517 (1927)), Pyridinhydrochlorid und Natriumhydrogensulfat (Adams, Adkins: JACS 49, 2517 (1927)) sowie von Calciumchlorid / Chlorwasserstoff (Freudenberg,Acker: Ber. 74, 1404 (1941)) beschrieben.The synthesis of bis (2-chloroethoxy) methane has been widely described in the literature. she can be influenced by suitable catalysts. In addition to hydrochloric acid (Adams, Adkins: JACS 47, 1358 (1925)) the use of ammonium chloride and calcium chloride (Org. Synth. 1, 1 (1932)), ferric chloride (Adams, Adkins: JACS 47, 1358 (1925) and 49, 2517 (1927)), Pyridine hydrochloride and sodium bisulfate (Adams, Adkins: JACS 49, 2517 (1927)) as well as calcium chloride / hydrogen chloride (Freudenberg, Acker: Ber. 74, 1404 (1941)) described.

In Patentschriften werden Chlorwasserstoff (DD 2 51 257), organische Sulfonsäuren (POL 51 701), Bromwasserstoff/ Chlorwasserstoff (DD 1 12 118) als Katalysatoren beansprucht.Patents describe hydrogen chloride (DD 2 51 257), organic sulfonic acids (POL 51 701), Hydrogen bromide / hydrogen chloride (DD 1 12 118) claimed as catalysts.

Die mit Chlorwasserstoff bzw. Calciumchlorid / Chlorwasserstoff katalysierte Umsetzung von Paraformaldehyd mit 2-Chlorethanol hat den Nachteil, daß sich neben dem Bis(2- chlorethoxy)methan bis zu 15% des unerwünschten Bis(2-chlorethoxymethyl)ethers bilden. Der Gehalt an diesem Ether hängt von der Temperatur, dem Ansatzverhältnis 2-Chlorethanol/ Formaldehyd und der Qualität des eingesetzten Paraformaldehyds ab. Bei einem molaren Verhältnis von 2-Chlorethanol zu Formaldehyd von ca. 4,5 werden mit Chlorwasserstoff als Katalysator in Abhängigkeit von den Synthesebedingungen Gehalte von Bis(2- chlorethoxymethyl)ether zwischen 0,8 und 1,3% erreicht (DE 42 14 847).The conversion of hydrogenated with hydrogen chloride or calcium chloride / hydrogen chloride Paraformaldehyde with 2-chloroethanol has the disadvantage that in addition to the bis (2- chlorethoxy) methane form up to 15% of the undesirable bis (2-chloroethoxymethyl) ether. The content of this ether depends on the temperature, the ratio of 2-chloroethanol / Formaldehyde and the quality of the paraformaldehyde used. With a molar Ratio of 2-chloroethanol to formaldehyde of about 4.5 are considered with hydrogen chloride Catalyst depending on the synthesis conditions contents of bis (2- chloroethoxymethyl) ether between 0.8 and 1.3% reached (DE 42 14 847).

Der Bis(2-chlorethoxymethyl)ether bildet analog dem Bis(2-chlorethoxy)methan Polysulfidverbindungen, die jedoch leicht Formaldehyd abspalten. Dieser freie Formaldehyd kann zu Ameisensäure oxidiert werden, durch die wiederum eine hydrolytische Spaltung des Polysulfidmoleküls erfolgt. Aus diesem Grund wird für die Polysulfidherstellung ein Produkt gefordert, das weniger als 1,5%, besser weniger als 0,8% des Bis(2-chlorethoxymethyl)ethers enthält.The bis (2-chloroethoxymethyl) ether forms polysulfide compounds analogously to the bis (2-chloroethoxy) methane, which, however, easily release formaldehyde. This free formaldehyde can be too Formic acid are oxidized, which in turn hydrolytically cleaves the Polysulfide molecule takes place. For this reason, a product for polysulfide production  required that less than 1.5%, better less than 0.8% of the bis (2-chloroethoxymethyl) ether contains.

Der Einsatz von Gemischen aus Chlorwasserstoff / Bromwasserstoff (DD 1 12 118) soll zu einer Senkung des Bis(2-chlorethoxymethyl)ether-Gehaltes unter 1% führen. Nachteilig ist jedoch, daß das Produktgemisch mit Substitutionsprodukten des Broms verunreinigt ist. Außerdem kann der Katalysator nicht zurückgewonnen werden.The use of mixtures of hydrogen chloride / hydrogen bromide (DD 1 12 118) is said to lead to a reduction in the bis (2-chloroethoxymethyl) ether content below 1%. The disadvantage is however, that the product mixture is contaminated with bromine substitution products. In addition, the catalyst cannot be recovered.

Die durch organische Sulfonsäuren katalysierte Umsetzung von Paraformaldehyd mit 2- Chlorethanol senkt den Gehalt des unerwünschten Ethers bis auf 0,5% (POL 51 701). Es bildet sich aber in großem Maße Bis(2-chlorethyl)ether, da die organischen Sulfonsäuren in ihrer Säurestärke der starker Mineralsäuren nahekommen. Die Ausbeuten bei dieser Reaktion sind niedriger als bei den mit Chlorwasserstoff katalysierten Umsetzungen von Paraformaldehyd mit 2-Chlorethanol.The reaction of paraformaldehyde with 2- Chloroethanol lowers the undesirable ether content to 0.5% (POL 51 701). It forms But bis (2-chloroethyl) ether, because the organic sulfonic acids in their Acid strength of the strong mineral acids come close. The yields in this reaction are lower than with the reactions of paraformaldehyde catalyzed with hydrogen chloride 2-chloroethanol.

Andere Katalysatoren, wie zum Beispiel die Lewis-Säuren Eisen-(III)-chlorid und Zink-(II)­ chlorid, verbleiben nach der Umsetzung im Sumpf und führen damit zur Verfärbung des Bis(2- chlorethoxy)methans. Diese Substanzen können nur mit erheblichem Aufwand abgetrennt werden. Der Einsatz solcher Katalysatoren führt außerdem zu schwer löslichen dunklen Ablagerungen an den Wänden des Reaktionsgefäßes.Other catalysts, such as the Lewis acids iron (III) chloride and zinc (II) chloride, remain in the sump after the reaction and thus lead to discoloration of the bis (2- chloroethoxy) methane. These substances can only be separated with considerable effort will. The use of such catalysts also leads to poorly soluble dark Deposits on the walls of the reaction vessel.

Es besteht die Aufgabe, die Herstellung von Bis(2-chlorethoxy)methan so zu katalysieren, daß die Bildung unerwünschter Nebenprodukte minimiert, ein hoher Umsatz des Paraformaldehyds erreicht und das Sumpfprodukt Bis(2-chlorethoxy)methan ohne weitere Aufarbeitungsstufen in die Synthese von Polysulfidpolymeren eingesetzt werden kann.The object is to catalyze the preparation of bis (2-chloroethoxy) methane in such a way that minimizes the formation of unwanted by-products, high conversion of paraformaldehyde reached and the bottom product bis (2-chloroethoxy) methane without further work-up steps in the synthesis of polysulfide polymers can be used.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß 2-Chlorethanol im stöchiometrischen Überschuß von mindestens 2,05 bei Temperaturen von 50 bis 120°C in Gegenwart eines sauren Mischkatalysators, bestehend aus Chlorwasserstoff als flüchtiger Säure und p-Toluen­ sulfonsäure oder einem Kationenaustauscherharz als nichtflüchtiger Säure in Konzentrationen von 0,005 bis 0,5 mol Chlorwasserstoff, 0,0005 bis 0,2 mol p-Toluensulfonsäure bzw. mit einem Säureäquivalent des Kationenaustauscherharzes von 0,002 bis 0,2 mol je Mol Formaldehyd mit Paraformaldehyd umgesetzt und die beiden Katalysatorkomponenten auf unterschiedliche, jedoch in an sich bekannter Weise abgetrennt und in die Reaktion zurückgeführt werden.According to the invention the object is achieved in that 2-chloroethanol in the stoichiometric Excess of at least 2.05 at temperatures of 50 to 120 ° C in the presence of a acid mixed catalyst consisting of hydrogen chloride as volatile acid and p-toluene sulfonic acid or a cation exchange resin as a non-volatile acid in concentrations from 0.005 to 0.5 mol of hydrogen chloride, 0.0005 to 0.2 mol of p-toluenesulfonic acid or with a Acid equivalent of the cation exchange resin from 0.002 to 0.2 mol per mole of formaldehyde  Paraformaldehyde implemented and the two catalyst components on different, however, be separated in a manner known per se and returned to the reaction.

Vorzugsweise werden die Katalysatorkomponenten in Konzentrationen von 0,005 bis 0,2 mol Chlorwasserstoff, 0,001 bis 0,1 mol p-Toluensulfonsäure bzw. mit einem Säureäquivalent von 0,005 bis 0,1 mol Kationenaustauscher je Mol Formaldehyd eingesetzt.The catalyst components are preferably used in concentrations of 0.005 to 0.2 mol Hydrogen chloride, 0.001 to 0.1 mol of p-toluenesulfonic acid or with an acid equivalent of 0.005 to 0.1 mol of cation exchanger used per mole of formaldehyde.

Völlig überraschend wurde gefunden, daß der Gehalt an dem unerwünschten Nebenprodukt Bis(2-chlorethoxymethyl)ether durch Einsatz dieser Katalysatorsysteme erheblich gesenkt werden kann, ohne daß Nebenreaktionen, wie zum Beispiel die Bildung von Bis(2-chlorethyl)ether, ablaufen und ohne die Notwendigkeit komplizierter Aufarbeitungs­ operationen. Üblicherweise wird die leichtflüchtige Säure im Überschuß eingesetzt. Die Befreiung der Reaktionsmischung vom Katalysator ist völlig unproblematisch, denn der Chlorwasserstoff wird bei der Azeotropdestillation mit übergetrieben und die p-Toluen­ sulfonsäure bzw. der Ionenaustauscher werden durch Filtration vom Reaktionsgemisch abge­ trennt.It was found completely surprisingly that the content of the undesired by-product Bis (2-chloroethoxymethyl) ether significantly reduced by using these catalyst systems without side reactions, such as the formation of bis (2-chloroethyl) ether, run and without the need for complicated refurbishment operations. The volatile acid is usually used in excess. The Removal of the reaction mixture from the catalyst is completely unproblematic because the Hydrogen chloride is also exaggerated in the azeotropic distillation and the p-toluene sulfonic acid or the ion exchanger are removed from the reaction mixture by filtration separates.

Von Vorteil ist, daß durch die erhebliche Absenkung des Bis(2-chlorethoxymethyl)ether- Gehaltes der molare Überschuß an 2-Chlorethanol bis nahe an die theoretische Grenze verringert werden kann. Desweiteren ist von Vorteil, daß die Katalysatorkomponenten leicht abgetrennt und in den Prozeß zurückgeführt werden können.It is advantageous that the considerable reduction in the bis (2-chloroethoxymethyl) ether Content of the molar excess of 2-chloroethanol up to close to the theoretical limit can be reduced. Another advantage is that the catalyst components are light can be separated and returned to the process.

Beispiel 1example 1

60 g Paraformaldehyd, 604 ml eines 99,3%igen 2-Chlorethanols (das entspricht einem Molverhältnis 2-Chlorethanol : Aldehyd von ca. 4,5) und das Katalysatorgemisch werden in einem 2-l-Dreihalskolben mit Rührer, Dephlegmator und Innenthermometer vorgelegt. Nach Durchführung der Reaktion unter den in Tabelle 1 angegebenen Reaktionsbedingungen wird das Reaktionsprodukt destillativ aufgearbeitet. Bei einem Vakuum von 180 bis 100 Torr wird zunächst das Reaktionswasser / 2-Chlorethanol-Azeotrop entfernt (Vorlauf 1).60 g of paraformaldehyde, 604 ml of a 99.3% 2-chloroethanol (this corresponds to one Mol ratio 2-chloroethanol: aldehyde of approx. 4.5) and the catalyst mixture are in a 2 l three-necked flask with stirrer, dephlegmator and internal thermometer. After The reaction is carried out under the reaction conditions given in Table 1 the reaction product worked up by distillation. At a vacuum of 180 to 100 torr First the water of reaction / 2-chloroethanol azeotrope is removed (first run).

Danach wird das im Überschuß eingesetzte 2-Chlorethanol gemeinsam mit der HCl im Va­ kuum bei 100 bis 20 Torr abdestilliert (Vorlauf 2). Vorlauf 1 wird der Extraktion unter­ worfen. Vorlauf 2 wird als Rückführprodukt erneut in die Reaktion eingesetzt. Then the excess 2-chloroethanol used together with the HCl in Va distilled off in a vacuum at 100 to 20 torr (flow 2). Preliminary run 1 is under extraction throw. Preliminary run 2 is used again as a return product in the reaction.  

Der Destillationssumpf enthält neben dem gewünschten Bis(2-chlorethoxy)methan auch noch höhersiedende Verunreinigungen, wie den bei der Weiterverarbeitung zu Polysulfidpolymeren störenden Bis(2-chlorethoxymethyl)ether. Die p-Toluensulfonsäure (p-TSS) wird durch einfache Filtration vom Reaktionsgemisch abgetrennt und dem Ausgangs-Katalysatorgemisch erneut zugesetzt. Danach enthalten die Reaktionsgemische noch maximal 0,04 Ma-% Säure.The distillation bottoms also contain the desired bis (2-chloroethoxy) methane higher-boiling impurities, such as those in the further processing to polysulfide polymers disruptive bis (2-chloroethoxymethyl) ether. The p-toluenesulfonic acid (p-TSS) is through simple filtration separated from the reaction mixture and the starting catalyst mixture added again. The reaction mixtures then contain a maximum of 0.04% by weight of acid.

Tabelle 1 Table 1

Ausbeuten an Bis(2-chlorethoxy)methan 1 und Gehalte an Bis(2-chlorethoxymethyl)ether 2 in Abhängigkeit von Katalysatorsystem und Synthesebedingungen (Ausgangsmolverhältnis 2- Chlorethanol : Formaldehyd ca. 4,5) Yields of bis (2-chloroethoxy) methane 1 and contents of bis (2-chloroethoxymethyl) ether 2 depending on the catalyst system and synthesis conditions (starting molar ratio 2-chloroethanol: formaldehyde approx. 4.5)

Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß bei Anwendung erfindungsgemäßer Katalysatorgemische Ausbeuten an 1 von mehr als 95% und Gehalte an 2 unterhalb von 0,8% erzielt werden. Im Vergleich dazu liegen bei alleiniger Anwendung von Chlorwasserstoff als Katalysator die Gehalte an 2 oberhalb von 0,8%. Bei alleiniger Anwendung von p-Toluensulfonsäure werden nur Ausbeuten deutlich unterhalb von 90% erreicht. From Table 1 it can be seen that when using catalyst mixtures according to the invention Yields of 1 of more than 95% and contents of 2 below 0.8% can be achieved. in the In comparison, the sole use of hydrogen chloride as a catalyst Keep 2 above 0.8%. When using p-toluenesulfonic acid alone only yields well below 90% achieved.  

Beispiel 2Example 2

604 ml eines 99,3%igen 2-Chlorethanols und das Katalysatorgemisch werden in einem 2-l- Dreihalskolben mit Innenthermometer und Dephlegmator vorgelegt. Man erwärmt auf 110°C und gibt nach dem Erreichen dieser Temperatur 60 g Paraformaldehyd zu. Das Molverhältnis von 2-Chlorethanol zu Formaldehyd beträgt ca. 4,5. Das Reaktionsgemisch wird eine halbe Stunde bei dieser Temperatur belassen.604 ml of a 99.3% 2-chloroethanol and the catalyst mixture are in a 2 l Three-neck flask with internal thermometer and dephlegmator. The mixture is heated to 110 ° C and after reaching this temperature adds 60 g of paraformaldehyde. The molar ratio of 2-chloroethanol to formaldehyde is approximately 4.5. The reaction mixture becomes half Leave at this temperature for one hour.

Anschließend wird das Reaktionswasser / 2-Chlorethanol-Azeotrop destillativ im Vakuum bei 180 bis 100 Torr bzw. unter Normaldruck entfernt (Vorlauf 1). Danach wird das im Überschuß eingesetzte 2-Chlorethanol gemeinsam mit der HCl im Vakuum bei 100 bis 20 Torr abdestilliert (Vorlauf 2).The water of reaction / 2-chloroethanol azeotrope is then added by distillation in vacuo 180 to 100 torr or removed under normal pressure (lead 1). After that it will be in excess 2-chloroethanol used together with the HCl in vacuo at 100 to 20 torr distilled off (flow 2).

Vorlauf 1 wird der Extraktion unterworfen. Vorlauf 2 wird als Rückführprodukt erneut in die Reaktion eingesetzt. Die p-Toluensulfonsäure (p-TSS) wird durch einfache Filtration vom Reaktionsprodukt abgetrennt und dem Ausgangs-Katalysatorgemisch erneut zugesetzt.Preliminary run 1 is subjected to the extraction. Preliminary run 2 will be returned to the Reaction used. The p-toluenesulfonic acid (p-TSS) is removed by simple filtration Separated reaction product and added to the starting catalyst mixture again.

Tabelle 2 Table 2

Ausbeuten an Bis(2-chlorethoxy)methan 1 und Gehalte an Bis(2-chlorethoxymethyl)ether 2 in Abhängigkeit von Katalysatorsystem und Aufarbeitung (Ausgangsmolverhältnis 2-Chlor­ ethanol : Formaldehyd ca. 4,5) Yields of bis (2-chloroethoxy) methane 1 and contents of bis (2-chloroethoxymethyl) ether 2 depending on the catalyst system and workup (starting molar ratio 2-chloroethanol: formaldehyde approx. 4.5)

Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß bei Anwendung erfindungsgemäßer Katalysatorgemische unter veränderten Synthesebedingungen Ausbeuten an Bis(2-chlorethoxy)methan von mehr als 90% und Gehalte an Bis(2-chlorethoxymethyl)ether unterhalb von 0,8% erzielt werden. Im Vergleich dazu liegen bei alleiniger Anwendung von Chlorwasserstoff als Katalysator die Gehalte an Bis(2-chlorethoxymethyl)ether oberhalb von 0,8%. Bei alleiniger Anwendung von p-Toluensulfonsäure werden nur Ausbeuten unterhalb von 85% erreicht.It can be seen from Table 2 that when using catalyst mixtures according to the invention yields of bis (2-chloroethoxy) methane of more than 90% and contents of bis (2-chloroethoxymethyl) ether below 0.8% can be achieved. in the In comparison, the sole use of hydrogen chloride as a catalyst Contents of bis (2-chloroethoxymethyl) ether above 0.8%. When using only p-toluenesulfonic acid yields are only below 85%.

Beispiel 3Example 3

Eine dem vorgegebenen Molverhältnis von 2-Chlorethanol zu Formaldehyd entsprechende Menge an einem 99,1%igen 2-Chlorethanol wird mit einem Katalysatorgemisch aus 2 ml HCl und 3,44 g p-Toluensulfonsäure in einem 2-l-Dreihalskolben mit Innenthermometer und Dephlegmator vorgelegt und auf 110°C erwärmt. Nach Erreichen dieser Temperatur werden 60 g Paraformaldehyd zugegeben. Die Katalysatorkonzentrationen entsprechen jeweils einem Verhältnis von 0,01 mol/mol Formaldehyd. Das Reaktionsgemisch wird eine halbe Stunde bei dieser Temperatur belassen.A corresponding to the specified molar ratio of 2-chloroethanol to formaldehyde Amount of a 99.1% 2-chloroethanol is mixed with a catalyst mixture of 2 ml HCl and 3.44 g of p-toluenesulfonic acid in a 2 l three-necked flask with an internal thermometer and Dephlegmator presented and heated to 110 ° C. After reaching this temperature 60 g of paraformaldehyde were added. The catalyst concentrations correspond to one Ratio of 0.01 mol / mol formaldehyde. The reaction mixture is at half an hour leave this temperature.

Anschließend wird das Reaktionswasser / 2-Chlorethanol-Azeotrop unter Normaldruck destillativ entfernt (Vorlauf 1). Danach wird das im Überschuß eingesetzte 2-Chlorethanol gemeinsam mit der HCl im Vakuum bei 100 bis 20 Torr abdestilliert (Vorlauf 2).Then the water of reaction / 2-chloroethanol azeotrope under normal pressure removed by distillation (flow 1). Then the excess 2-chloroethanol distilled together with the HCl in vacuo at 100 to 20 torr (lead 2).

Vorlauf 1 wird der Extraktion unterworfen. Vorlauf 2 wird als Rückführprodukt erneut in die Reaktion eingesetzt. Die p-Toluensulfonsäure (p-TSS) wird durch einfache Filtration vom Reaktionsprodukt abgetrennt und dem Ausgangs-Katalysatorgemisch erneut zugesetzt.Preliminary run 1 is subjected to the extraction. Preliminary run 2 will be returned to the Reaction used. The p-toluenesulfonic acid (p-TSS) is removed by simple filtration Separated reaction product and added to the starting catalyst mixture again.

Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, daß bei Variation der Molverhältnisse von 2-Chlorethanol zu Formaldehyd unter sonst gleichen Synthesebedingungen mit sinkenden Molverhältnissen die Ausbeuten an 1 abnehmen und die Gehalte an 2 zunehmen. Bemerkenswert ist die Tatsache daß unterhalb des Molverhältnisses von 2,7 bei alleiniger Anwendung von HCl der Gehalt an 2 deutlich oberhalb von 1,5% liegt, während er sich bei Anwendung der erfindungsgemäßen Katalysatorkombination unterhalb von 0,8% einstellt. From Table 3 it can be seen that when the molar ratios of 2-chloroethanol vary Formaldehyde under otherwise identical synthesis conditions with decreasing molar ratios Decrease yields on 1 and increase the contents on 2. The fact is remarkable that below the molar ratio of 2.7 when using only HCl the content of 2 is clearly above 1.5%, while it is when using the invention Catalyst combination below 0.8%.  

Tabelle 3 Table 3

Ausbeuten an Bis(2-chlorethoxy)methan 1 und Gehalte an Bis(2-chlorethoxymethyl)ether 2 in Abhängigkeit vom molaren Überschuß an 2-Chlorethanol gegenüber dem Formaldehyd (Katalysatorkonzentrationen HCl und p-TSS jeweils 0,01 mol/mol Formaldehyd) Yields of bis (2-chloroethoxy) methane 1 and contents of bis (2-chloroethoxymethyl) ether 2 depending on the molar excess of 2-chloroethanol compared to the formaldehyde (catalyst concentrations HCl and p-TSS each 0.01 mol / mol formaldehyde)

Beispiel 4Example 4

403 ml eines 99,4%igen 2-Chlorethanols werden in einem 2-l-Dreihalskolben mit Rührer, Innenthermometer und Dephlegmator vorgelegt und mit 2 ml konzentrierter Salzsäure sowie 10 g frisch aktiviertem Kationenaustauscher mit einer Austauschkapazität (Säureäquivalent) von 1,8 mmol/ml Ionenaustauscher versetzt. Das entspricht einer maximalen Säure­ konzentration von 0,01 mol/mol Formaldehyd. Man erwärmt auf 110°C und gibt nach dem Erreichen dieser Temperatur unter Rühren 60 g Paraformaldehyd zu. Das Molverhältnis von 2- Chlorethanol zu Formaldehyd beträgt ca. 3. Das Reaktionsgemisch wird eine halbe Stunde bei dieser Temperatur gehalten und gerührt.403 ml of a 99.4% 2-chloroethanol are in a 2 l three-necked flask with a stirrer, Submitted internal thermometer and dephlegmator and with 2 ml of concentrated hydrochloric acid as well 10 g of freshly activated cation exchanger with an exchange capacity (acid equivalent) of 1.8 mmol / ml ion exchanger. This corresponds to a maximum acidity concentration of 0.01 mol / mol formaldehyde. The mixture is heated to 110 ° C. and then given When this temperature is reached, 60 g of paraformaldehyde are added with stirring. The molar ratio of 2- Chloroethanol to formaldehyde is approximately 3. The reaction mixture is at half an hour maintained at this temperature and stirred.

Anschließend wird das Reaktionswasser / 2-Chlorethanol-Azeotrop destillativ im Vakuum bei 180 bis 100 Torr entfernt (Vorlauf 1). Danach wird das im Überschuß eingesetzte 2- Chlorethanol gemeinsam mit der HCl im Vakuum bei 100 bis 20 Torr abdestilliert (Vorlauf 2). Vorlauf 1 wird der Extraktion unterworfen. Vorlauf 2 wird als Rückführprodukt erneut in die Reaktion eingesetzt. Der Ionenaustauscher wird durch einfache Filtration vom Reaktions­ produkt abgetrennt und der Reaktivierung zugeführt.The water of reaction / 2-chloroethanol azeotrope is then added by distillation in vacuo 180 to 100 torr removed (lead 1). Then the 2- used in excess Chlorine ethanol was distilled off together with the HCl in vacuo at 100 to 20 torr (flow 2). Preliminary run 1 is subjected to the extraction. Preliminary run 2 will be returned to the Reaction used. The ion exchanger is separated from the reaction by simple filtration product separated and sent for reactivation.

Die Ausbeute an Bis(2-chlorethoxy)methan 1 beträgt 90,5% und der Gehalt an Bis(2- chlorethoxymethyl)ether 2 0,55%. Demgegenüber werden bei einem Kationenaustauscher- Einsatz von 2 g (entspricht einem Säureäquivalent von 0,0018 mol/mol Formaldehyd) bei gleichen Reaktionsbedingungen und ähnlicher Ausbeute 1,18% an 2 erhalten.The yield of bis (2-chloroethoxy) methane 1 is 90.5% and the content of bis (2- chloroethoxymethyl) ether 2 0.55%. In contrast, with a cation exchanger  Use of 2 g (corresponds to an acid equivalent of 0.0018 mol / mol formaldehyde) same reaction conditions and similar yield 1.18% of 2 obtained.

Der Vorteil des Einsatzes von Ionenaustauschern gegenüber p-Toluensulfonsäure besteht darin daß im Reaktionsprodukt keine Gehalte an nichtflüchtiger Säure zurückbleiben.The advantage of using ion exchangers over p-toluenesulfonic acid is in that no contents of non-volatile acid remain in the reaction product.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Bis(2-chlorethoxy)methan hoher Reinheit aus 2-Chlorethanol und Paraformaldehyd im stöchiometrischen Überschuß von 2-Chlorethanol mittels saurer Katalysatoren, gekennzeichnet dadurch, daß 2-Chlorethanol im stöchiometrischen Über­ schuß von mindestens 2,05 bei Temperaturen von 50 bis 120°C in Gegenwart eines sauren Mischkatalysators, bestehend aus Chlorwasserstoff als flüchtiger Säure und p- Toluensulfonsäure oder einem Kationenaustauscher als nichtflüchtiger Säure in Konzentra­ tionen von 0,005 bis 0,5 mol Chlorwasserstoff, 0,0005 bis 0,2 mol p-Toluensulfonsäure bzw. mit einem Säureäquivalent des Kationenaustauschers von 0,002 bis 0,2 mol je Mol Formaldehyd mit Paraformaldehyd umgesetzt und die beiden Katalysatorkomponenten abgetrennt werden.1. A process for the preparation of bis (2-chloroethoxy) methane of high purity from 2-chloroethanol and paraformaldehyde in the stoichiometric excess of 2-chloroethanol by means of acidic catalysts, characterized in that 2-chloroethanol in the stoichiometric excess of at least 2.05 at temperatures from 50 to 120 ° C in the presence of an acidic mixed catalyst consisting of hydrogen chloride as volatile acid and p-toluenesulfonic acid or a cation exchanger as non-volatile acid in concentrations of 0.005 to 0.5 mol hydrogen chloride, 0.0005 to 0.2 mol p- Toluene sulfonic acid or with an acid equivalent of the cation exchanger of 0.002 to 0.2 mol per mole of formaldehyde are reacted with paraformaldehyde and the two catalyst components are separated off. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Katalysatoren in Konzen­ trationen von 0,005 bis 0,2 mol Chlorwasserstoff und 0,001 bis 0,1 mol p-Toluensulfonsäure je Mol Formaldehyd eingesetzt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the catalysts in conc trations of 0.005 to 0.2 mol of hydrogen chloride and 0.001 to 0.1 mol of p-toluenesulfonic acid each Mol formaldehyde can be used. 3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Katalysatoren in einer Konzentration von 0,005 bis 0,2 mol Chlorwasserstoff und mit einem Säureäquivalent von 0.005 bis 0,1 mol Kationenaustauscher je Mol Formaldehyd eingesetzt werden.3. The method according to claim 1, characterized in that the catalysts in one Concentration of 0.005 to 0.2 mol of hydrogen chloride and with an acid equivalent of 0.005 to 0.1 mol of cation exchanger per mole of formaldehyde can be used. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß beide Katalysator­ komponenten auf unterschiedliche, jedoch in an sich bekannter Weise abgetrennt und in die Reaktion zurückgeführt werden.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that both catalyst Components separated in different, but in a conventional manner and in the Reaction can be attributed.
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US4613411A (en) * 1984-06-18 1986-09-23 Sun Refining And Marketing Company Process for the production and purification of diethoxymethane by azeotropic distillation
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